Введение к работе
Актуальность. Одним из классов устройств, предназначенных для пере-чи информации по высоковольтным линиям электропередачи, является ка-лообразующая аппаратура высокочастотной связи (ABC). В связи с широ* м применением в ней силовых полупроводниковых диодов и транзисторов, ляющихся одновременно основными, термочувствительными элементами, требляемая ими электрическая мощноеть-в значительной степени преобт зуется в тепловую энергию, вследствие чего происходит рост рабочих тем-ратур, входящих в ABC элементов. Рост рабочих темперагур нышедо-стн.мых значений и возникающие при этом персі репы приполи г к умень-:нию надежности отдельных электрорадиоэлементов (ЭРЭ). выходу из зоя соответствующих функциональных узлов и. н конечном moi.c, к огка-АВС в целом. Для устранения этого дестабилизирующего фактора, повы-ния надежности ABC и увеличения ее долговечности возникает леобходн-сть снижения общего уровня температур в ABC. В связи с ним при раэра-гке ABC актуальной является задача обеспечения заданного теплового (симавходящнх в нее ЭРЭ.
По требованиям условий эксплуатации а ABC допускается реализация іько естественного воздушного охлаждения ЭРЭ. В этой связи решение ізанной задачи имеет важное значение не только для А ВС. но и для >лек-шной аппаратуры других автоматишрованных систем упранлснмя и силі обработки информации, которая размещается анс помещении, вдалі і оі здных источников электроэнергии, холодо- и водоснабжения и функцпони-іанне которой должно обеспечиваться пдн отсутствии непрерывного к да-периодического технического обслуживания и контроля, т.е. к условиях. да не могут быть реализованы интенсивные методы охлаждения ЭРЭ.
Цель работы и задачи исследования. Целью настоящей раоогы является
повышение надежности ABC за счет обеспечения заданного теплового режи
ма входящих в нее ЭРЭ. --..-vj
-Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие «ада-
чи; У''"' <
; ;1. Разработать, методику расчета температуры ЭР9 в печатных, узлах и блоках ABC; '":'"'".'
21 Исследовать влияние размещения печатных узлов и блоков в стативе ABC на температуру и расход воздуха и разработать рекомендации по их рациональному размещению с точки зрения повышения надежности.
-
Разработать тепловую и математическую модели радиаторов для ЭРЭ в ABC на основе трехмерной теплопроводности и решить задачу оптимизации геометрических характеристик радиаторов.
-
Провести экспериментальную проверку методики расчета температуры ЭРЭ а печатных узлах и блоках ABC и установит погрешность расчета.
Объект исследования. Аппаратура высокочастотной связи и другая аппаратура автоматизированных систем управления и систем обработки информации, размещаемая в несущих конструкциях третьего уровня с модульным принципом построения.
Методы исследований. В работе использованы методы электротепловой аналогии и численные методы решения краевых задач математической физики, элементы статистического анализа, а также экспериментальные методы исследования температурных полей в телах с внутренними источниками теплоты.
Научная новизна. Научная новизна работы состоит в следующем: I. Разработана тепловая и математическая модели многоблочных радиоэлектронных систем (РЭС)*с естественноГг вентиляцией, позволяющие проводить анализ и синтез конструкций ABC с точки зрения создания заданных температурных условий их работы.
2. Впервые для мі((поблочных РЭС с естественным іш-ілугішмм охлажде-нием установлена аналитическая іапнишость. определяющая расход воздуха в зависимости от рассеиваемой мощности и топологии ЭРЭ в РЭС.
J. Предложена методика размещения блоков и печатных > j.job в ABC. основанная на учете влияния температуры на надежность ЭРЭ. --— 4. Разработана тепловая и математическая модели радиаторов для ЭРЭ в ABC, позволяющие оптимизировать их конструкции в условиях естественного воздушного охлаждения.
Практическая ценность.
-
Разработана методика расчета теплового режима ABC. Для удобства пользователя методика реализована в виде комплекса программных средств для ЭВМ типа IBM PC.
-
Разработаны рекомендации по размещению печатных узлов и блоков в ABC с точки зрения повышения надежности ЭРЭ.
-
Разработаны рекомендации по оптимальному конструированию радиаторов для ЭРЭ в ABC.
Реализация результатов работы. Результаты работы в виде законченных программ используются при выполнении разработок шкафов ABC в СКВ "Молния". Программы переданы на родственные предприятия России для использования в аналогичных целях.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на кафедре "Конструирование и производство радиоаппаратуры" Одесского Государственного политехнического университета, на научной конференции профессорско-преподавательского состава ОГПУ в ноябре 1994 г.
Публикации. По результатам исследований, выполненных в процессе работы над диссертацией, опубликованы две печатные работы и одна работа депонирована.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 64 наименований, содер-
жит 161 страницу основного текста, иллюстрированного 17 рисунками, и 3 приложения.
